İyonik güç - Ionic strength

İyonik kuvvet a çözeltisi bir ölçüsüdür konsantrasyon arasında iyonları bu solüsyonda yardımcı olabilirler. İyonik bileşikler , çözülmüş , su içinde ayrışır iyonlarına. Çözeltideki toplam elektrolit konsantrasyonu, ayrışma sabiti veya farklı tuzların çözünürlüğü gibi önemli özellikleri etkileyecektir . Çözünmüş iyonlara sahip bir çözeltinin ana özelliklerinden biri iyonik güçtür. İyonik gücü olabilir mol (mol / L çözelti) ya da molal (mol / kg çözücü) ve birimler açıkça belirtilmelidir önlemek karışıklığa. İyonik gücü kavramı, ilk olarak tanıtılan Lewis ve Randall tarif ederken, 1921 yılında aktivite katsayılarını arasında güçlü bir elektrolit .

iyonik gücü ölçmek

Mol iyonik kuvvet , I , bir çözelti bir fonksiyonu olan konsantrasyon arasında tüm iyonları olup, bu çözelti .

${\displaystyle I={\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}\sum _{i=1}^{n}c_{i}z_{i}^{2 }}$

burada her iki dahil olmak üzere, çünkü bir buçuk katı olan katyonlar ve anyonlar , C _ı olan molar konsantrasyon i (E, mol / L), iyonu z _i olan yük bu iyonların sayısı ve toplam tüm iyonları üzerinden alınır çözüm. Her iyonun tek yüklü olduğu sodyum klorür gibi 1:1 elektrolit için iyonik kuvvet konsantrasyona eşittir. Elektrolit için MgSO ₄ , ancak, her iyon sodyum klorür vasıtasıyla eşdeğer konsantrasyona dört kat daha yüksek bir iyonik kuvvete yol çift yüklü olduğu:

${\displaystyle I={\frac {1}{2}}[c(+2)^{2}+c(-2)^{2}]={\frac {1}{2}}[4c+ 4c]=4c}$

Genellikle çok değerlikli iyonlar, iyonik güce güçlü bir şekilde katkıda bulunur.

Hesaplama örneği

Daha karmaşık bir örnek olarak, Na bir karışık çözelti 0.050 M iyonik gücü ₂ SO ₄ ve KCl 0.020 M:

${\displaystyle {\begin{aligned}I&={\tfrac {1}{2}}\times \left[{\begin{array}{l}\{({\text{konsantrasyon }}{\ce { Na2SO4}}{\text{ M}} cinsinden)\times ({\text{sayı }}{\ce {Na+}})\times ({\text{ücret }}{\ce {Na}}) ^{2}\}\ +\\\{({\text{M} cinsinden {Na2SO4}}{\text{ konsantrasyonu}})\times ({\text{sayı }}{\ ce {SO4^2-}})\times ({\text{yükü }}{\ce {SO4}})^{2}\}\ +\\\{({\text{konsantrasyon }}{ \ce {KCl}}{\text{ M}} cinsinden)\times ({\text{sayı }}{\ce {K+}})\times ({\text{ücret }}{\ce {K }})^{2}\}\ +\\\{({\text{M} cinsinden {\ce {KCl}}{\text{ konsantrasyonu}})\times ({\text{sayı } }{\ce {Cl-}})\times ({\text{şarj }}{\ce {Cl}})^{2}\}\end{dizi}}\sağ]\\&={\ tfrac {1}{2}}\times [\{0.050M\times 2\times (+1)^{2}\}+\{0.050M\times 1\times (-2)^{2}\} +\{0.020M\times 1\times (+1)^{2}\}+\{0.020M\times 1\times (-1)^{2}\}]\\&=0.17M\end{ hizalı}}}$

İdeal olmayan çözümler

İdeal olmayan çözeltilerde hacimler artık katı bir şekilde toplamsal olmadığından, molarite c (mol/L) yerine b molalitesi (mol/kg H ₂ O) ile çalışmak genellikle tercih edilir . Bu durumda, molal iyonik kuvvet şu şekilde tanımlanır:

${\displaystyle I={\frac {1}{2}}\sum _{{i}=1}^{n}b_{i}z_{i}^{2}}$

hangisinde

i = iyon tanımlama numarası

z = iyon yükü

Önem

İyonik kuvvet , tipik olarak iyonik çözümlerde karşılaşılan idealiteden güçlü sapmaları tanımlayan Debye-Hückel teorisinde merkezi bir rol oynar . Ayrıca teorisi için önemli olan çift katmanın ve ilgili elektrokinetik olgu ve elektroakustik fenomenler içinde kolloitlerin ve diğer heterojen sistemler. Yani Debye parametresinin ( κ ) tersi olan Debye uzunluğu iyonik gücün karekökü ile ters orantılıdır. Hem molar hem de molal iyonik kuvvet, genellikle açık bir tanım olmaksızın kullanılmıştır. Debye uzunluğu, çift tabaka kalınlığının karakteristiğidir. Ya da konsantrasyonunu arttırmak değerlik bir karşı-iyonlar çift tabaka sıkıştırır ve arttırır elektriksel potansiyel gradyanı .

Titrasyon sırasında düşük konsantrasyonlarda çözünen maddelerin aktivite bölümündeki değişiklikleri en aza indirmek için kararlılık sabiti belirlemede yüksek iyonik kuvvetli ortamlar kullanılır . Maden suyu ve deniz suyu gibi doğal sular , özelliklerini önemli ölçüde etkileyen çözünmüş tuzların varlığından dolayı genellikle ihmal edilemez bir iyonik güce sahiptir.

Ayrıca bakınız

• Aktivite (kimya)
• aktivite katsayısı
• Bromley denklemi
• Davies denklemi
• Debye-Hückel denklemi
• Debye-Hückel teorisi
• Çift katman (arayüz)
• Çift katmanlı (elektrot)
• Çift katmanlı kuvvetler
• Elektrik çift katmanlı
• Gouy-Chapman modeli
• flokülasyon
• Peptizasyon (flokülasyonun tersi)
• DLVO teorisi (Derjaguin, Landau, Verwey ve Overbeek'ten)
• Arayüz ve kolloid bilimi
• ozmotik katsayı
• Pitzer denklemleri
• Poisson-Boltzmann denklemi
• Spesifik iyon Etkileşim Teorisi
• tuzlama
• tuzlamak

Dış bağlantılar

• İyonik güç
• EPA web sitesinde iyonik güç tanıtımı

Referanslar